bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí lớp 8 trung học cơ sở

18 3K 12
bồi dưỡng học sinh giỏi môn vật lí lớp 8 trung học cơ sở

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 Phân phối chơng trình bdhs giỏi lý Năm học : 2010 - 2011 Buổi Néi dung - kiÕn thøc ¸p st cđa chÊt lỏng chất khí Các dạng tập Bài tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng Bài tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông Bài tập lực đẩy Asimet Các máy đơn giản Bài tập tổng hợp kiến thức Bài tập tổng hợp kiến thức Chuyển động học Dạng 1: Định thời điểm vị trí gặp chuyển động Dạng 2: Bài toán tính quÃng đờng chuyển động Dạng3 : Xác định vận tốc chuyển động Dạng 4: Tính vận tốc trung bình chuyển động không Nhiệt học Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm häc 2010 - 2011 PHẦN I - CƠ HỌC A- ¸p st cđa chÊt láng vµ chÊt khÝ I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Định nghĩa áp suất: áp suất có giá trị áp lực đơn vị diện tích bị ép P= F S Trong đó: - F: áp lực lực tác dụng vuông góc với mặt bị ép - S: Diện tích bị ép (m2 ) - P: áp suất (N/m2) 2/ Định luật Paxcan áp suất tác dụng lên chất lỏng (hay khí) đựng bình kín đợc chất lỏng (hay khí) truyền ®i nguyªn vĐn theo mäi híng F S = f s 3/ M¸y dïng chÊt láng: - S,s: DiƯn tÝch Pitông lớn, Pittông nhỏ (m2) - f: Lực tác dụng lên Pitông nhỏ (N) - F: Lực tác dụng lên Pitông lớn (N) Vì thể tích chất lỏng chuyển từ Pitông sang Pitông nh ®ã: V = S.H = s.h Tõ ®ã suy ra: (H,h: đoạn đờng di chuyển Pitông lớn, Pitông nhỏ) F h = f H 4/ ¸p st cđa chÊt lỏng a) áp suất cột chất lỏng gây điểm cách mặt chất lỏng đoạn h P = h.d = 10 D h Trong ®ã: h khoảng cách từ điểm tính áp suất đến mặt chất lỏng (đơn vị m) d, D trọng lợng riêng (N/m3); Khối lợng riêng (Kg/m3) chất lỏng P: ¸p suÊt cét chÊt láng g©y (N/m2) b) áp suất điểm chất lỏng.P = P0 + d.h Trong đó: P0: áp khí (N/m2); d.h: ¸p suÊt cét chÊt láng g©y ra; P: ¸p suất điểm cần tính) Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 5/ Bình thông - Bình thông chứa chất lỏng đứng yên, mực chất lỏng hai nhánh luôn - Bình thông chứa nhiều chất lỏng khác đứng yên, mực mặt thoáng không nhng điểm mặt ngang (trong chất lỏng) có áp suất (hình bên) PA = P0 + d1 h1   PB = P0 + d h2 P = P B  A 6/ Lùc đẩy Acsimet F = d.V - d: Trọng lợng riêng cđa chÊt láng hc chÊt khÝ (N/m3) - V: ThĨ tích phần chìm chất lỏng chất khí (m3) - F: lực đẩy Acsimet hớng lên (N) F < P vật chìm F = P vật lơ lửng (P trọng lợng vật) F > P vật II- Bài tập: (I)- Bài tập định luật Pascal - áp suất chất lỏng Phơng pháp giải: Xét áp suất vị trí so với mặt thoáng chất lỏng xét áp suất đáy bình Bài 1: Trong bình nớc có hộp sắt rỗng nổi, dới đáy hộp có dây treo bi thép, bi không chạm đáy bình Độ cao mực nớc thay đổi dây treo cầu bị đứt Giải : Gọi H độ cao nớc bình Khi dây cha đứt áp lực tác dụng lên đáy cốc là: F1 = d0.S.H Trong đó: S diện tích đáy bình d0 trọng lợng riêng nớc Khi dây đứt lực ép lên đáy bình là: F2 = d0Sh + Fbi Với h độ cao nớc dây đứt Trọng lợng hộp + bi + nớc không thay đổi nên F1 = F2 hay d0S.H = d0.S.h +Fbi Vì bi có trọng lợng nên Fbi > =>d.S.h h mùc nớc giảm Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 Bài 2: Hai bình giống có dạng hình nón cụt (hình vẽ) nối thông đáy, có chứa nớc nhiệt độ thờng Khi khoá K mở, mực nớc bên ngang Ngời ta đóng khoá K đun nớc bình B Vì mực nớc bình B đợc nâng cao lên chút Hiện tợng xảy nh sau đun nóng nớc bình B mở khoá K ? A B Cho biÕt thĨ tÝch h×nh nãn cơt tÝnh theo c«ng thøc V = h(s= sS + S ) Giải : Xét áp suất đáy bình B Tríc ®un nãng P = d h Sau ®un nãng P1 = d1h1 Trong ®ã h, h1 mực nớc bình trớc sau đun d,d1 trọng lợng riêng nớc trớc sau ®un => P1 d h1 d1 h1 = = P dh d h Vì trọng lợng nớc trớc sau đun nh nên : d1.V1 = dV => d1 V = (V,V1 lµ thể tích nớc bình B trớc sau ®un ) d V1 Tõ ®ã suy ra: h( s + sS + S ) P1 V h1 h = = P V1 h h h1 ( s + sS1 + S1 ) => P1 s + sS + S = P s + sS1 + S1 V× S < S1 => P > P1 Vậy đun nóng nớc làm giảm áp suất nên khóa K mở nớc chảy từ bình A sang bình B Bài : Ngời ta lấy ống xiphông bên đựng đầy nớc nhúng đầu vào chậu nớc, đầu vào chậu đựng dầu Mức chất lỏng chậu ngang Hỏi nớc ống có chảy không, có chảy chảy theo hớng ? Nước Dầu Giải : Gọi P0 áp suất khí quyển, d1và d2 lần lợt trọng lợng riêng nớc dầu, h chiều cao cột chất lỏng từ mặt thoáng đến miệng ống Xét điểm A (miệng ống nhúng nớc ) Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 P A = P + d1 h Tại B ( miệng ống nhúng dầu PB = P0 + d2h V× d1 > d2 => PA> PB Do nớc chảy từ A sang B tạo thành lớp nớc dới đáy dầu nâng lớp dầu lên Nớc ngừng chảy d1h1= d2 h2 Bi 4: Hai hình trụ A B đặt thẳng đứng có tiết diện lần lợt 100cm2 200cm2 đợc nối thông đáy ống nhỏ qua khoá k nh hình vẽ Lúc đầu khoá k để ngăn cách hai bình, sau đổ lít dầu vào bình A, đổ 5,4 lít nớc vào bình B Sau mở khoá k để tạo thành bình thông Tính độ cao mực chất lỏng bình Cho biết trọng lợng riêng dầu nớc lần lợt là: d1=8000N/m3 ; d2= 10 000N/m3; A B k Gii: Gọi h1, h2 độ cao mực nớc bình A bình B đà cân b»ng SA.h1+SB.h2 =V2 ⇒ 100 h1 + 200.h2 =5,4.103 (cm3) ⇒ h1 + 2.h2= 54 cm (1) §é cao mùc dầu bình B: V1 3.10 = = 30(cm) h3 = SA 100 áp suất đáy hai bình nên d2h1 + d1h3 = d2h2 10000.h1 + 8000.30 = 10000.h2 ⇒ h2 = h1 + 24 (2) Tõ (1) vµ (2) ta suy ra: h1+2(h1 +24 ) = 54 ⇒ h1= cm ⇒ h2= 26 cm A B h1 k h2 Bµi : Một vòng hợp kim vàng bạc, cân không khí có trọng lợng P0= 3N Khi cân nớc, vòng có trọng lợng P = 2,74N HÃy xác định khối lợng phần vàng khối lợng phần bạc vòng xem thể tích V vòng tổng thể tích ban đầu V vàng thể tích ban đầu V bạc Khối lợng riêng vàng 19300kg/m3, bạc 10500kg/m3 Gii: Gọi m1, V1, D1 ,là khối lợng, thể tích khối lợng riêng vàng Gọi m2, V2, D2 ,là khối lợng, thể tích khối lợng riêng bạc - Khi cân không khí P0 = ( m1 + m2 ).10 (1) - Khi cân nớc Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011   m1 m2 +  D1 D2 P = P0 - (V1 + V2).d = m1 + m2 −         D D .D .10 = 10.m1 1 −  + m2 1 −   D   D          (2) Từ (1) (2) ta đợc   D −  =P - P0 1 −   D  vµ    D2 D1      D 10m2.D  −  =P - P0 1 −  D D   D    10m1.D Thay số ta đợc m1=59,2g m2= 240,8g (II) Bài tập máy ép dùng chất lỏng, bình thông Bài 1: Bình thông gồm nhánh hình trụ có tiết diện lần lợt S1, S2 có chứa nớc.Trên mặt nớc có đặt pitông mỏng, khối lợng m1 m2 Mực nớc bên chênh đoạn h a) Tìm khối lợng m cân đặt lên pitông lớn để mực nớc bên ngang Giải : S Chọn điểm tính áp suất mặt díi cđa pit«ng S2 h A B b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ mực nớc lúc chênh đoạn h Khi cha đặt cân thì: m1 m + D0 h = (1) ( D0 lµ khèi lợng riêng nớc ) S1 S2 Khi đặt vật nặng lên pitông lớn : m1 + m m2 m m m2 = => + = (2) S1 S2 S S1 S Trõ vÕ víi vÕ (1) cho (2) ta đợc : m = D0 h ⇒ m = D0 S h S1 b) Nếu đặt cân sang pitông nhỏ cân b»ng ta cã: m1 m m + D0 H = + (3) S1 S2 S2 Trõ vÕ víi vÕ (1) cho (3) ta đợc : m m DSh S ⇔ H = (1 + )h D0h – D0H = - S ⇒ ( H − h) D0 = S ⇔ ( H − h) D0 = S2 S2 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 Bài 2: Cho bình hình trơ th«ng víi b»ng mét èng nhá cã khãa thể tích không đáng kể Bán kính đáy bình A r1 bình B r2= 0,5 r1 (Khoá K đóng) Đổ vào bình A lợng nớc ®Õn chiỊu cao h1= 18 cm, sau ®ã ®ỉ lªn mặt nớc lớp chất lỏng cao h2= cm có trọng lợng riêng d2= 9000 N/m3 đổ vào bình B chất lỏng thứ có chiều cao h3= cm, trọng lợng h2 h1 K h3 riêng d3 = 8000 N/ m3 ( trọng lợng riêng nớc d1=10.000 N/m3, chất lỏng không hoà lẫn vào nhau) Mở khoá K để hai bình thông HÃy tính: a) Độ chênh lệch chiều cao mặt thoáng chất lỏng bình b) Tính thể tích nớc chảy qua khoá K Biết diện tích đáy bình A 12 cm2 Giải: a) Xét điểm N ống B nằm mặt phân cách nớc chất lỏng Điểm M A nằm mặt phẳng ngang với N Ta có: PN = Pm ⇒ d h3 = d h2 + d1 x ( Với x độ dày lớp nớc n»m trªn M) d h3 − d h2 8.10 3.0,06 − 9.10 3.0,04 = = 1,2cm => x = d1 10 Vậy mặt thoáng chất lỏng B cao mặt thoáng chất lỏng A lµ: ∆h = h3 − (h2 + x) = − (4 + 1,2) = 0,8cm b) V× r2 = 0,5 r1 nªn S2 = S1 12 = = 3cm 2 B A ∆h h2 (1) (2) x M (3) N h3 ThĨ tÝch níc V bình B thể tích nớc chảy qua kho¸ K tõ A sang B: VB =S2.H = 3.H (cm3) Thể tích nớc lại bình A là: VA=S1(H+x) = 12 (H +1,2) cm3 ThĨ tÝch níc đổ vào A lúc đầu là: V = S1h1 = 12.18 = 126 cm3 vËy ta cã: V = VA + VB => 216 = 12.(H + 1,2) + 3.H = 15.H + 14,4 => H = 216 − 14,4 = 13,44cm 15 VËy thĨ tÝch níc VB ch¶y qua khoá K là: VB = 3.H = 3.13,44 = 40,32 cm3 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 (III) Bài tập lực đẩy Asimet: Phơng pháp giải: - Dựa vào điều kiện cân bằng: Khi vật cân chất lỏng P = FA P: Là trọng lợng vật, FA lực đẩy acsimet tác dụng lên vật (FA = d.V) Bài 1: Một khối gỗ hình hộp chữ nhật tiết diện S = 40 cm cao h = 10 cm Cã khèi lỵng m = 160 g a) Thả khối gỗ vào nớc.Tìm chiều cao phần gỗ mặt nớc Cho khối lợng riêng nớc D0 = 1000 Kg/m3 b) Bây khối gỗ đợc khoét lỗ hình trơ ë gi÷a cã tiÕt diƯn ∆S = cm2, sâu h lấp đầy chì có khối lợng riêng D2 = 11 300 kg/m3 thả vào nớc ngời ta thấy mực nớc với mặt khối gỗ Tìm độ sâu h lỗ Giải: x ∆h h h ∆S P P FA FA a) Khi khối gỗ cân nớc trọng lợng khối gỗ cân với lực đẩy Acsimet Gọi x phần khối gỗ mặt nớc, ta có m = 6cm P = FA ⇒ 10.m =10.D0.S.(h-x) ⇒ x = h D0 S b) Khối gỗ sau khoét lổ có khối lợng m1 = m - ∆m = D1.(S.h - ∆S ∆h) Víi D1 lµ khối lợng riêng gỗ: D1 = m S h S h ) S h Khối lợng m2 chì lấp vào là: m2 = D2 S h Khối lợng tổng cộng khối gỗ chì lúc M = m1 + m2 = m + (D2 - m ).S.h Sh Vì khối gỗ ngập hoàn toàn níc nªn 10.M=10.D0.S.h ==> h = D0 S h − m = 5,5cm m ( D2 − )∆S S h Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 Bài 2: Hai cầu đặc tích V = 100m đợc nối với sợi dây nhẹ không co giÃn thả nớc (hình vẽ) Khối lợng cầu bên dới gấp lần khối lợng cầu bên cân 1/2 thể tích cầu bên bị ngập nớc HÃy tính a) Khối lợng riêng cầu b) Lực căng sợi dây Cho biết khối lợng nớc D0 = 1000kg/m3 Giải a) Vì cầu có thể tích V, mà P2 = P1 => D2 = 4.D1 XÐt hÖ cầu cân nớc Khi ta cã: P1 + P2 = FA + F’A FA => D1 + D = D0 (2) Từ (1) (2) suy ra: D1 = 3/10 D0 = 300kg/m3 D2 = D1 = 1200kg/m3 T B) XÐt cầu: - Khi cầu đứng cân thì: FA = P1 + T - Khi cầu đứng cân thì: FA = P2 - T Víi FA2 = 10.V.D0; FA = F’A /2 ; P2 = 4.P1 T F'A   P1 + T = F' =>  => 5.T = F’A => T = A = 0,2 N 4 P1 − T = F ' A  P1 F’A P2 Bµi 3: Trong b×nh h×nh trơ tiÕt diƯn S chøa níc, mùc níc b×nh cã chiỊu cao H = 20 cm Ngời ta thả vào bình đồng chất, tiết diện cho thẳng đứng bình mực nớc dâng lên đoạn h = cm a) NÕu nhÊn ch×m níc hoàn toàn mực nớc dâng cao so với đáy? Cho khối lơng riêng nớc lần lợt D = 0,8 g/cm3, D0 = g/cm3 S b) Tìm lực tác dụng vào thanh chìm hoàn toàn nớc Cho thể tích 50 cm3 Giải: a) Gọi S l tiết diện chiều dài Trọng lợng cđa lµ P = 10.D.S.l ∆h Khi n»m cân bằng, phần thể tích nớc dâng lên phần thể tích V1 chìm P H níc Do ®ã V1 = S0.∆h FA Do cân nên P = FA hay 10.D.S.l = 10.D0.S0.h => l = D0 S0 ∆h D S (1) S0 Khi chìm hoàn toàn nớc, nớc dâng lên lợng thể tích Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 Gọi H phần nớc dâng lên lúc ta có: S.l = S0 ∆H (2) ∆H = Tõ (1) vµ (2) suy D0 ∆h D F Vµ chiỊu cao cđa cét nớc bình lúc H' = H + ∆H = H + S ∆H D0 ∆h = 25 cm D c) Lực tác dụng vào H F = FA’ – P = 10 V.(D0 – D) H’ P F’A F = 10.50.10-6.(1000 - 800) = 0,1 N S0 B - Các máy đơn giản I - Tóm tắt lý thuyết 1/ Ròng rọc cố định: - Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hớng lực, tác dụng thay đổi ®é lín cđa lùc 2/ Rßng räc ®éng - Dïng ròng rọc động ta đợc lợi hai lần lực nhng thiệt hai lần đờng không đợc lợi công 3/ Đòn bẩy - Đòn bẩy cân lực tác dụng tỷ lệ nghịch với cánh tay đòn: F l1 = P l2 Trong l1, l2 cánh tay đòn P F ( Cánh tay đòn khoảng cách từ điểm tựa đến phơng lực) 4/ Mặt phẳng nghiêng: - Nếu ma sát không đáng kể, dùng mặt phẳng l nghiêng đợc lợi lần lực thiệt F nhiêu lần đờng đi, không đợc lợi công h F h = P l P 5/ HiÖu suÊt H = A1 100 0 A A1 công có ích A công toàn phần A = A1 + A2 (A2 công hao phí) 10 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 II- Bài tập máy đơn giản Bài 1: Tính lực kéo F trờng hợp sau Biết vật nặng có trọng lợng P = 120 N (Bỏ qua ma sát, khối lợng ròng rọc dây ) ã ã F F F • • • F F F F • F F • • F F F • • • 2F 4F P • F F • 2F F F 4F ã ã P Giải: Theo sơ đồ phân tích lực nh hình vẽ: Khi hệ thống cân ta cã - ë h×nh a) 6F = P => F = P/6 = 120/ = 20 N - ë h×nh b) 8.F = P => F = P/8 = 120/ = 15 N ã - hình c) 5.F = P => F = P/ = 120/ = 24 N P Bµi 2: Mét ngêi cã lợng P = 600N đứng ã ván đợc treo vào ròng rọc nh hình vẽ Để hệ thống đợc cân ngời phải kéo dây, lúc lực tác dụng vào trục ròng rọc cố định F = 720 N Tính a) Lực ngời nén lên ván b) Trọng lợng ván Bỏ qua ma sát khối lợng ròng rọc Có thể xem hệ thống vật Giải: a) Gọi T lực căng dây ròng rọc động T lực căng dây ròng rọc cố định Ta có: T = 2.T; F = T’ = T  T = F/ = 720/ = 180 N • T T Gọi Q lực ngời nén lên ván, ta cã: ’ F ’ Q = P – T = 600N – 180 N = 420N • b) Gäi P’ trọng lợng ván, coi hệ thống mét T T vËt nhÊt, vµ hƯ thèng c©n b»ng ta cã T’ + Q TP T T = P’ + Q => 3.T = P’ + Q => P’ = T – Q ’ P NguyÔn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ NghƯ An 11 ’ Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 => P’ = 180 – 420 = 120N VËy lùc ngời nén lên ván 420N ván có trọng lợng 120N Bài 3: Cho hệ thống nh hình vẽ: Vật có trọng l- ã ợng P1, Vật có trọng lợng P2 Mỗi ròng rọc có trọng lợng N Bỏ qua ma sát, khối lợng A AB dây treo C B ã - Khi vật treo ë C víi AB = CB th× hƯ thèng c©n b»ng - Khi vËt treo ë D víi AD = DB th× mn hƯ thèng cân phải treo nối vào vật vật • thø cã träng lỵng P3 = 5N TÝnh P1 P2 F F F A C B ã P Giải: Gọi P trọng lợng ròng räc Trong trêng hỵp thø nhÊt AB c©n b»ng ta cã: P1 F CB = = P2 AB Mặt khác, ròng rọc động cân ta cßn cã: => F = ( P + P1 ) P2 2.F = P + P1 ( P + P1 ) = thay vào ta đợc: (P + P1) = 2P2 (1) Tơng tự cho trờng hợp thứ hai P2 treo D, P1 P3 treo ròng rọc động Lóc nµy ta cã 12 F ' DB = = P2 AB Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An P2 Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 Mặt khác 2.F = P + P1 + P3 => F’ = P + P1 + P3 Thay vào ta có: P + P + P3 1 = => P + P1 + P3 = P2 P2 Tõ (1) vµ (2) ta cã P1 = 9N, (2) P2 = 15N Bài 4: Cho hệ thống nh hình vẽ Góc nghiêng = 300, dây ròng rọc lý tởng Xác định khối lợng vật M để hệ thống cân Cho khối lợng m = 1kg Bỏ qua ma sát Giải: Muốn M cân F = P h h víi = sinα l l • => F = P.sin 300 = P/2 (P lµ träng lợng vật M) Lực kéo dây vắt qua ròng rọc là: F1 = F ã F P = Lực kéo dây vắt qua ròng rọc là: F2 = M l α • h m F1 P = Lực kéo trọng lợng P m gây ra, tøc lµ : P’ = F2 = P/8 => m = M/8 Khối lợng M là: M = 8m = = kg A B O Bµi 5: Hai cầu sắt giống hệt đợc treo vào đầu A, B kim loại mảnh, nhẹ Thanh đợc giữ thăng nhờ dây mắc điểm O Biết OA = OB = l = 20 cm Nhúng cầu đầu B vào chËu ®ùng chÊt láng ngêi ta thÊy AB mÊt thăng Để thăng trở lại phải dịch chuyển điểm treo O phía A đoạn x = 1,08 cm Tính khối lợng riêng chất lỏng, biết khối lợng riêng sắt D0 = 7,8 g/cm3 Giải: A B Khi cầu treo B đợc nhúng chất lỏng (l-x) O (l+x) trọng lực, cầu chịu tác dụng lực ®Èy Acsimet cđa chÊt láng Theo ®iỊu FA kiƯn c©n lực điểm treo O ta cã P AO’ = ( P – FA ) BO’ Hay P ( l – x) = ( P – FA )(l + x) Gäi V lµ thĨ tÝch cđa cầu D khối lợng P P riêng chất lỏng Ta có P = 10.D0.V FA = 10 D V  10.D0.V ( l – x ) = 10 V ( D0 – D )( l + x ) A  D= 2x D0 = 0,8 g / cm3 l+x O Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An 13 B Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 Bài 6: Một đồng chất, tiết diện đều, đầu nhúng vào nớc, đầu tựa vào thành chậu O cho OA = OB Khi n»m c©n b»ng, mực nớc Tìm khối lợng riêng D thanh, biết khối lợng riêng nớc D0 = 1000kg/m3 Giải: Thanh chịu tác dụng trọng lực P đặt trung điểm M AB lực đẩy Acsimet đặt trung điểm N cđa MB Thanh cã thĨ quay quanh O ¸p dơng quy tắc cân đòn bẩy ta có: P MH = F NK (1) Gäi S lµ tiÕt diƯn vµ l lµ chiỊu dµi cđa ta cã: l A P = 10 D S l vµ F = 10 D0.S O Thay vµo (1) ta cã: D= NK D0 2.MH (2) Mặt khác OHM OKN ta cã: KN ON l l 5l = Trong ®ã ON = OB – NB = − = MH OM ' 12 OM = AM – OA = => 14 H M FA K P N l l l − = KN ON 5 = = thay vào (2) ta đợc D = D0 = 1250 kg/m3 MH OM Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An B Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 C Chuyển động học I Tóm tắt lý thuyết: Chuyển động đều: - Vận tốc chuyển động đợc xác định quÃng đờng đợc đơn vị thời gian không đổi quÃng đờng v= S t víi s: Qu·ng ®êng ®i t: Thêi gian vËt ®i qu·ng ®êng s v: VËn tèc Chun động không đều: - Vận tốc trung bình chuyển động không quÃng đờng (tơng ứng với thời gian chuyển động quÃng đờng đó) đợc tính công thức: VTB = S t với s: Qu·ng ®êng ®i t: Thêi gian ®i hÕt qu·ng ®êng S - VËn tèc trung b×nh cđa chun ®éng không thay đổi theo quÃng đờng Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kú NghƯ An 15 Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 II Bài tập Dạng 1: Định thời điểm vị trí gặp chuyển động Bài 1: Hai ôtô chuyển động ngợc chiều từ địa điểm cách 150km Hỏi sau lâu chúng gặp biết vận tốc xe thứ 60km/h xe thứ 40km/h Giải: Giả sử sau thời gian t(h) hai xe gặp QuÃng đờng xe 1đi đợc S1 = v1.t = 60.t QuÃng đờng xe đợc S2 = v2 t = 60.t Vì xe chuyển động ngợc chiều từ vị trí cách 150km nên ta cã: 60.t + 40.t = 150 => t = 1,5h Vậy thời gian để xe gặp 1h30 Bµi 2: Xe thø nhÊt khëi hµnh tõ A chun ®éng ®Ịu ®Õn B víi vËn tèc 36km/h Nưa giê sau xe thø chun ®éng ®Ịu tõ B ®Õn A víi vËn tèc 5m/s BiÕt qu·ng ® êng AB dài 72km Hỏi sau kể từ lúc xe khởi hành thì: a Hai xe gặp b Hai xe cách 13,5km Giải: a Giải sử sau t (h) kể từ lúc xe khởi hành xe gặp nhau: Khi ta có quÃng đờng xe đợc là: S1 = v1(0,5 + t) = 36(0,5 +t) QuÃng đờng xe đợc là: S2 = v2.t = 18.t Vì quÃng đờng AB dài 72 km nªn ta cã: 36.(0,5 + t) + 18.t = 72 => t = 1(h) VËy sau 1h kÓ từ xe hai khởi hành xe gặp b) Trờng hợp 1: Hai xe cha gặp cách 13,5 km Gọi thời gian kể từ xe khởi hành đến hai xe cách 13,5 km t2 QuÃng đờng xe đợc là: S1 = v1(0,5 + t2) = 36.(0,5 + t2) QuÃng đờng xe đợc là: S2 = v2t2 = 18.t2 Theo bµi ta cã: 36.(0,5 + t2) + 18.t +13,5 = 72 => t2 = 0,75(h) VËy sau 45 kể từ xe khởi hành hai xe cách 13,5 km Trờng hợp 2: Hai xe gặp sau cách 13,5km Vì sau 1h xe gặp nên thời gian để xe cách 13,5km kể từ lúc gặp t3 Khi ta có: 18.t3 + 36.t3 = 13,5 => t3 = 0,25 h VËy sau 1h15’ th× xe cách 13,5km sau đà gặp Bài 3: Một ngời xe đạp với vận tốc v1 = 8km/h ngời với vận tèc v2 = 4km/h khëi hµnh cïng mét lóc ë nơi chuyển động ngợc chiều Sau đợc 30, ngời xe đạp dừng lại, nghỉ 30 quay trở lại đuổi theo ngời bé víi vËn tèc nh cị Hái kĨ tõ lóc khởi hành sau ngời xe đạp đuổi kịp ngời bộ? Giải: QuÃng đờng ngời xe đạp thời gian t1 = 30 là: 16 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kú NghƯ An Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 s1 = v1.t1 = km Qu·ng ®êng ngêi ®i bé ®i 1h (do ngời xe đạp có nghỉ 30) s2 = v2.t2 = km Khoảng cách hai ngời sau khëi hµnh 1h lµ: S = S1 + S2 = km KĨ tõ lóc nµy xem nh hai chun ®éng cïng chiỊu ®i S Thêi gian kể từ lúc quay lại gặp lµ: t = v − v = 2h Vậy sau 3h kể từ lúc khởi hành, ngời xe đạp kịp ngời Dạng 2: Bài toán tính quÃng đ ờng chuyển động Bài 1: Một ngời xe đạp từ A đến B víi vËn tèc v = 12km/h nÕu ngêi ®ã tăng vận tốc lên 3km/h đến sớm 1h a Tìm quÃng đờng AB thời gian dự định ®i tõ A ®Õn B b Ban ®Çu ngêi ®ã ®i víi vËn tèc v1 = 12km/h ®ỵc qu·ng ®êng s1 xe bị h phải sửa chữa 15 phút Do quÃng đờng lại ngời với vận tốc v2 = 15km/h đến nơi sớm dự định 30 Tìm quÃng đờng s1 Giải: a Giả sử quÃng đờng AB s thời gian dự định hết quÃng đờng AB s v = s ( h) 12 V× ngêi tăng vận tốc lên 3km/h đến sớm 1h nªn S v − S S S =1 ⇔ − = ⇒ S = 60km +3 12 15 v1 S 60 = = 5h 12 12 S1 b Gọi t1 thời gian quÃng đờng s1: t '1 = v1 Thêi gian söa xe: ∆t = 15' = h S − S1 t '2 = Thời gian quÃng đờng lại: v2 S S − S1 1 ⇒ t1 − − − = (1) t1 − (t '1 + + t '2 ) = Theo bµi ta cã: v1 v2 Thời gian dự định ®i tõ A ®Õn B lµ: ⇒ S v − S v t= 1  1  = + = ( 2) −S  −    v1 v2  Tõ (1) vµ (2) suy 1   −  = 1− = S1  4 v1 v2 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An 17 Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm häc 2010 - 2011 S Hay = v1 v2 12.15 = = 15km v2 v1 15 12 Bài 3: Một viên bi đợc thả lăn từ đỉnh dốc xuống chân dốc Bi xuống nhanh dần quÃng đờng mà bi đợc giây thứ i S1 = 4i − (m) víi i = 1; 2; ;n a Tính quÃng đờng mà bi đợc giây thứ 2; sau giây b Chứng minh quÃng đờng tổng cộng mà bi đợc sau n giây (i n số tự nhiên) L(n) = n2(m) Giải: a QuÃng đờng mà bi đợc giây thứ là: S1 = 4-2 = m QuÃng đờng mà bi đợc giây thứ hai là: S2 = 8-2 = m QuÃng đờng mà bi đợc sau hai giây là: S2 = S1 + S2 = + = m b Vì quÃng đờng đợc giây thứ i S(i) = 4i nên ta có: S(i) = S(2) = = + S(3) = 10 = + = + 4.2 S(4) = 14 = +12 = + 4.3 S(n) = 4n – = + 4(n-1) QuÃng đờng tổng cộng bi đợc sau n giây là: L(n) = S(1) +S(2) + + S(n) = 2[n+2[1+2+3+ .+(n-1)]] Mà 1+2+3+ +(n-1) = (n 1)n nên L(n) = 2n2 (m) Bµi 4: Ngêi thø nhÊt khởi hành từ A đến B với vận tốc 8km/h Cùng lúc ngời thứ thứ khởi hành từ B A với vận tốc lần lợt 4km/h 15km/h ngời thứ gặp ngời thứ quay lại chuyển động vỊ phÝa ngêi thø Khi gỈp ngêi thø quay lại chuyển động phía ngời thứ trình tiếp diễn cho ®Õn lóc ba ngêi ë cïng n¬i Hái kĨ từ lúc khởi hành ngời nơi ngời thứ ba đà đợc quÃng đờng bao nhiêu? Biết chiều dài quÃng đờng AB 48km Giải: Vì thời gian ngời thứ ®i cịng b»ng thêi gian ngêi thø nhÊt vµ ngêi thứ t ta có: t 8t + 4t = 48 ⇒ = 48 =4h 12 V× ngời thứ liên tục không nghỉ nên tổng quÃng đờng ngời thứ S3 = v3 t = 15.4 = 60km Dạng 3: Xác định vận tốc chuyển động Bài 1: Một học sinh từ nhà đến trờng, sau đợc 1/4 quÃng đờng nhớ quên sách nên vội trở đến trờng trễ mÊt 15’ a TÝnh vËn tèc chun ®éng cđa em học sinh, biết quÃng đờng từ nhà tới trờng s = 6km Bá qua thêi gian lªn xuèng xe nhà 18 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 b Để đến trờng thời gian dự định quay lần em phải với vận tốc bao nhiêu? Giải: a Gọi t1 thời gian dự định với vận tốc v, ta cã: t s = (1) v Do có cố để quên sách nên thời gian lúc t quÃng đờng 3s = s + s = s ⇒ t = (2) 2v Theo ®Ị bµi: t − t1 = 15 ph = h s Từ kết hợp với (1) vµ (2) ta suy v = 12km/h b Thêi gian dự định t = s = = h v 12 Gäi v’ lµ vËn tèc phải quÃng đờng trở nhà trë l¹i trêng    s' = s + s = s  4   Để đến nơi kịp thời gian nên: t ' = s' t = t1 − = h v' Hay v’ = 20km/h Bµi 2: Hai xe khởi hành từ nơi quÃng ®êng 60km Xe mét ®i víi vËn tèc 30km/h, ®i liên tục không nghỉ đến nơi sớm xe 30 phút Xe hai khởi hành sớm 1h nhng nghỉ đờng 45 phút Hỏi: a Vận tốc hai xe b Muốn đến nơi lúc với xe 1, xe phải với vận tốc bao nhiêu: Giải: s 60 a.Thời gian xe hết quÃng đờng là: t1 = v = 30 = 2h Thêi gian xe ®i hÕt qu·ng ®êng lµ: t = t1 + + 0,5 − 0,75 ⇒ t = + 1,5 − 0,75 = 2,75h s 60 VËn tèc cđa xe hai lµ: v = t = 2,75 = 21,8km / h b Để đến nơi lúc với xe tức thời gian xe hai hết quÃng đờng lµ: t ' = t1 + − 0,75 = 2,25h s 60 VËy vËn tèc lµ: v ' = t ' = 2,25 ≈ 26,7km / h Bài 3: Ba ngời xe đạp từ A đến B với vận tốc không đổi Ngời thứ ngời thứ xuất phát lúc với vận tốc tơng ứng v1 = 10km/h v2 = 12km/h Ngời thứ ba xuất phát sau hai ngời nói 30, khoảng thời gian lần gặp ngời thứ ba với ngời trớc t = 1h Tìm vận tốc ngời thứ Giải: Khi ngời thứ xuất phát ngời thứ cách A 5km, ngời thứ cách A 6km Gọi t1 t2 thời gian từ ngời thứ xuất phát gặp ngời thứ ngời thứ Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ NghƯ An 19 Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 vt Ta cã: vt = + 10 t ⇒ t1 = v3 − 10 = + 12 t ⇒ t = Theo ®Ị bµi ∆t = t − t1 = nªn v3 − 12 − = ⇔ v3 − 23 v3 + 120 = v3 − 12 v3 − 10 ⇒ v3 = 15 km/h 23 ± 23 − 480 23 ± = = 2 8km/h Giá trị v3 phải lớn v1 v2 nên ta có v3 = 15km/h Bi Một ngời xe đạp chuyển động nửa quÃng đờng đầu với vận tốc 12km/h nửa quÃng đờng sau với vận tốc 20km/h Xác định Gọi tốc trung bình củalà 2S nưa qu·ng ®êng ? vËn qu·ng ®êng xe ®i xe đạp quÃng Tóm tắt: đờng S ,thời gian tơng ứng t1 ; t2 V1 = 12km / h V2 = 20km / h Thêi gian chuyÓn động nửa quÃng đờng đầu : t1 = −−−−−−− Vtb = ? S V1 Thêi gian chun ®éng nửa quÃng đờng sau : t2 = S V2 Vận tốc trung bình quÃng đờng S + S2 2S 2S Vtb = = = S S t1 + t2 1 1 + S + ÷ V1 V2  V1 V2  = 1 + V1 V2 = 1 + 12 20 = 15km / h D¹ng 4: TÝnh vËn tèc trung bình chuyển động không Bài 1: Một ô tô vợt qua đoạn đờng dốc gồm đoạn: Lên dốc xuống dốc, biết thời gian lên dèc b»ng nöa thêi gian xuèng dèc, vËn tèc trung bình xuống dốc gấp hai lần vận tốc trung bình lên dốc Tính vận tốc trung bình đoạn đ ờng dốc ô tô.Biết vận tốc trung bình lên dốc 30km/h Giải: Gọi S1 S2 quÃng đờng lên dốc xuống dèc Ta cã: s1 = v1 t1 ; s = v t mµ v = v1 , t = t1 ⇒ s = s1 QuÃng đờng tổng cộng là: Thời gian ®i tỉng céng lµ: 20 S = 5S1 t = t1 + t = t1 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Gi¸o ¸n båi dìng häc sinh giái lý - năm học 2010 - 2011 s 5S1 = = = 50km / h t 3t1 v1 Bài 2: Một ngời từ A đến B quÃng ®êng ®Çu ngêi ®ã ®i víi vËn tèc v1, 3 v= Vận tốc trung bình dốc là: thời gian lại với vận tốc v Qu·ng ®êng ci cïng ®i víi vËn tèc v3 tÝnh vận tốc trung bình quÃng đờng Giải: Gọi S1 quÃng đờng với vận tốc v1, thời gian t1 S2 quÃng đờng víi vËn tèc v2, mÊt thêi gian t2 S3 lµ qu·ng ®êng ci cïng ®i víi vËn tèc v3 thời gian t3 S quÃng đờng AB Theo ta cã: Do t2 = 2t3 nªn s v s = =2 s s = v1 t ⇒ t = 3 v1 (1) s v Vµ 2s 2s s s t = = 3( + ) ; t = v v v v 2 3 Vận tốc trung bình quÃng đờng là: t +t +t = 1 + + v1 v2 + v3 v2 + v3 ( ) ( s ; =s t v v 3 = ) (3) = s s + s 3= (2) Tõ (2) vµ (3) suy vTB = t ( = 4s v + v3 ( v1 v2 + v3 ) ) v1 + v2 + v3 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An 21 ... An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 (III) Bài tập lực đẩy Asimet: Phơng pháp giải: - Dựa vào điều kiện cân bằng: Khi vật cân chất lỏng P = FA P: Là trọng lợng vật, FA lực... án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm häc 2010 - 2011 P A = P + d1 h Tại B ( miệng ống nhúng dầu PB = P0 + d2h V× d1 > d2 => PA> PB Do nớc chảy từ A sang B tạo thành lớp nớc dới đáy dầu nâng lớp. .. trờng s = 6km Bỏ qua thời gian lên xuống xe nhà 18 Nguyễn Đình Giáp - Trờng THCS Đồng Văn - Tân Kỳ Nghệ An Giáo án bồi dỡng học sinh giỏi lý - năm học 2010 - 2011 b Để đến trờng thời gian dự định

Ngày đăng: 22/04/2014, 14:55

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • C. ChuyÓn ®éng c¬ häc

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan